一種一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法的製作方法
2024-02-15 19:32:15
專利名稱：一種一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種鋁材電解著色法，特別是涉及ー種ー槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，實現在同一槽液中可以獲得各種顏色的鋁材。
背景技術：
金屬鋁材被廣泛應用於各個行業，隨著生活水平的提高人們對鋁材的功能性和裝飾性提出了更高的要求。陽極氧化是ー種有效的鋁表面處理技術，鋁陽極氧化膜電解著色技術能使鋁或鋁合金製品表面的著色膜有較好的耐蝕性，耐磨性與 耐光性。常見的電解著色技木，是將鋁材先進行陽極氧化，然後在含有Ni，Co, Cu, Sn等可溶性金屬鹽的電解液中進行電解，使這些金屬鹽的電解生成物析出到多孔質的陽極氧化膜中，實現鋁材的著色。常規的電解著色エ藝繁瑣而且色彩單調，不能在同一槽液中製備出各種色系的鋁材，如CN 1016080B提出的電解著色エ藝用於獲得鋁和鋁合金陽極氧化膜青銅色系列；CN86101215B提出的電解著色エ藝用於獲得鋁和鋁合金用紫紅色系列；CN 1059476C提出的硒鹽電解著色法用於獲得ー種金黃色鋁合金。
發明內容
本發明的目的在於提供一種ー槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，可實現用同一槽液可製備出各種色系的著色鋁材，著色在陽極氧化時同時進行，不需要添加金屬離子，エ藝簡單，成本低廉和綠色環保。為克服現有技術的不足，實現本發明目的採用的技術方案是一種ー槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，包括如下步驟和エ藝條件(I)鋁材採用常規方法進行去油，表面清洗，及拋光處理；(2)在硫酸電解液中以鋁材為陽極，惰性材料為陰極；通過電流源或電壓源進行陽極氧化；當採用電流源陽極氧化時，在一次陽極氧化中，電流密度從高電流密度下降到低電流密度，高電流密度與低電流密度的比值為2 10 1，在不同次的陽極氧化中，高電流密度取值為O. I 2 A/dm2其中ー個具體值；低電流密度取值為O. 02 I A/dm2中的ー個具體值，一次陽極氧化中，高電流密度高於低電流密度；高電流密度的電流保持時間為8 300秒，低電流密度的電流保持時間為20 1000秒；當採用電壓源陽極氧化時，電壓從高電壓16 24伏特變化到低電壓4 12伏特，高電壓與低電壓的比值為1.5 4 I ;高電壓保持時間為O 80秒，低電壓保持時間為O 200秒，高電壓下降到低電壓時所用時間為30 480秒，低電壓上升到較高電壓時所用時間為5 60秒；所述電解液濃度為10 200g/l，電解液溫度為O 21°C ；(3)重複步驟(2) 30 300次，控制氧化鋁膜總厚度為6 60微米，製得著色後的鋁材。為進ー步實現本發明目的，步驟(I)中優選使用酒精或丙酮去油，用稀硫酸或碳酸鈉進行表面清洗，並進行電化學拋光。
所述惰性材料優選為石墨。所述鋁材優選為6063或6061鋁合金型材，還可以選用エ業純鋁。步驟(2)生長出的氧化鋁膜厚度優選為120 300納米。其中氧化鋁膜的厚度由氧化時的電流密度和氧化時間共同決定。在步驟(3)結束後生長出的氧化鋁膜總厚度為6 50微米。氧化鋁膜的總厚度由步驟(2)中的厚度和步驟(3)中的重複次數共同決定。本發明可在同一槽液中獲得多個色系的鋁材，鋁材顔色由周期性納米結構孔洞對光調製獲得，並表現為顏色會隨著觀察者觀察角度的變化而發生變化。在電解液溫度和濃度固定時，顔色色相的調控由步驟(2)獲得的厚度和總氧化時間決定，顔色的純度和明度由步驟(3)的重複次數以及步驟(2)中的電壓變化共同決定。相對於現有技術本發明具有如下優點和有益效果(I)本發明的目的在於提供ー種方法可實現用同一槽液製備出各種色系的著色鋁材。(2)本發明中的著色過程在鋁陽極氧化時同時進行，不需要添加金屬離子，エ藝簡單，成本低廉和綠色環保。(3)本發明中獲得的著色鋁材的顔色色相、純度和明度可大範圍可調，鋁材的顔色並會隨觀察者觀察角度的變化而變化。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進ー步的說明，但本發明的保護範圍並不局限於實施例表示的範圍。實施例I 4一種ー槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，採用如下步驟製備(I)選擇6063合金鋁進行陽極氧化，採用常規方法進行去油，表面清洗，及拋光等處理。其中，使用酒精去油，用稀硫酸進行表面清洗，並進行電化學拋光。(2)選擇電流源進行陽極氧化，電解液為硫酸，電解液濃度為C(g/L)和電解液溫度為T(°C)。在電解液中以步驟(I)處理後的6063合金鋁為陽極，石墨為陰極，施加較高電流密度ih(A/dm2)保持時間th(s)，然後下降到較低電流電流密度ijA/dm2)保持時間h (s)。重複上述步驟P次。各實施例中C.T.ih.ipth.tpP的取值見表I。垂直於鋁材表面進行觀察，各實施例中的鋁材的顏色見表I。需要說明的是，在一次陽極氧化中，電流密度從高電流密度下降到低電流密度，高電流密度與低電流密度的比值為2 10 I中ー個具體的比值，在不同次的陽極氧化中，高電流密度可取值為O. I 2A/dm2其中ー個具體值(見表I);低電流密度取值為O. 02 lA/dm2中的ー個具體值(見表I)，但在一次陽極氧化中，高電流密度高於低電流密度，高電流密度是在一次陽極氧化中相對於低電流密度而言，在不同次陽極氧化中，某一次的陽極氧化的高電流密度可能低於另一次的低電流密度；高電流密度的電流保持時間為8 300秒，低電流密度的電流保持時間為20 1000秒。表I
權利要求
1.一種一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，其特徵在於包括如下步驟和工藝條件 (1)鋁材採用常規方法進行去油，表面清洗，及拋光處理； (2)在硫酸電解液中以鋁材為陽極，惰性材料為陰極；通過電流源或電壓源進行陽極氧化；當採用電流源陽極氧化時，在一次陽極氧化中，電流密度從高電流密度下降到低電流密度，高電流密度與低電流密度的比值為2 10 1，在不同次的陽極氧化中，高電流密度取值為0. I 2A/dm2其中一個具體值；低電流密度取值為0. 02 lA/dm2中的一個具體值，一次陽極氧化中，高電流密度高於低電流密度；高電流密度的電流保持時間為8 300秒，低電流密度的電流保持時間為20 1000秒； 當採用電壓源陽極氧化時，電壓從高電壓16 24伏特變化到低電壓4 12伏特，高電壓與低電壓的比值為I. 5 4 I ;高電壓保持時間為0 80秒，低電壓保持時間為0 .200秒，高電壓下降到低電壓時所用時間為30 480秒，低電壓上升到較高電壓時所用時間為5 60秒；所述電解液濃度為10 200g/l，電解液溫度為0 21°C ； (3)重複步驟(2)30 300次，控制氧化鋁膜總厚度為6 60微米，製得著色後的鋁材。
2.根據權利要求I所述一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，其特徵在於步驟(I)中使用酒精或丙酮去油，用稀硫酸或碳酸鈉進行表面清洗，並進行電化學拋光。
3.根據權利要求I所述一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，其特徵在於所述惰性材料為石墨。
4.根據權利要求I所述一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，其特徵在於所述鋁材為6063或6061鋁合金型材。
5.根據權利要求I所述一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，其特徵在於步驟(2)生長出的氧化鋁膜厚度為120 300納米。
全文摘要
本發明公開了一種一槽多色的鋁材陽極氧化電解著色法，該方法是先將鋁材採用常規方法進行去油，表面清洗，及拋光處理，然後在硫酸電解液中以鋁材為陽極，惰性材料為陰極；通過電流源或電壓源進行陽極氧化；當採用電流源陽極氧化時，在一次陽極氧化中，電流密度從高電流密度下降到低電流密度，高電流密度與低電流密度的比值為2～10∶1，一次陽極氧化中，高電流密度高於低電流密度；高電流密度的電流保持時間為8～300秒，低電流密度的電流保持時間為20～1000秒；重複點解30～300次，控制氧化鋁膜總厚度為6～60微米，製得著色後的鋁材。本發明可在同一槽液中實現鋁材顏色的色相、明度和純度大範圍可調，整個工藝綠色環保。
文檔編號C25D11/12GK102732933SQ20121009610
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者凌志遠, 胡星 申請人:華南理工大學